Читать книгу Коллоидтық химияның көрнекі тəжірибелері - Əзімбек Қоқанбаев - Страница 5

1-тәжірибе. Коллоидтық ерітінділердегі диффузия құбылысы

Тәжірибеге қажетті нәрселер: 1). Агар-агар; 2) 10 %-дық мыс сульфаты; 3) Фенолфталеин; 4) Берлин көгі кірнесі; 5) 250 мл-лік тығыз тығындары бар 4 цилиндр; 6) 0.1 н NaOH; 7) 0.1 н тұз қышқылы; 8) Темір (III) гидроксиді кірнесі; 9) Бунзин жанарғысы; 10) Әр түрлі салмақ тастары бар техникалық таразы.

Алдын ала жүргізілетін жұмыс: Тәжірибе жүргізбестен бірнеше күн бұрын 1 л 2 %-дық агар-агар ерітіндісін дайындап кою керек. Ол үшін 30 г агар-агар өлшеп алып 1 л айдалған суда толық ерігенше қайнатамыз. Төрт цилиндр әрқайсысына 200 мл-ін ыстық агар-агар ерітіндісін бөліп құямыз. Бірінші цилиндрге агар-агардің үстіне 3 тамшы фенолфталеин және бар агар-агар күлгін түске боялу үшін 0.1 н бірнеше тамша NaOH ерітіндісін құямыз. Агар-агар толығымен сууы үшін 1 тәулікке цилиндрлердің аузын тығынмен жабып қойып кетеміз.

Тәжірибенің орындалуы: Тәжірибе жасардан 1-2 тәулік бұрын сілтімен фенолфтаеин қосқан цилиндрге 0.1 н 4-5 мл тұз қышқылын құямыз.

Қалған 3 цилиндрдің біреуіне 10 %-дық мыс суьфатының ерітіндісін, екіншісіне темір (III) гидроксидінің коллоидтық ерітіндісін, үшіншісіне берлин көкшілінің коллоидтық ерітіндісін 4-5 мл-н қосамыз. Тәжірибенің нәтижесін 1-2 тәуліктен кейін бақылаймыз.

Тәжірибенің нәтижесі: Агар-агар ерітіндісінің түссіздену шамасына қарай H⁺ иондарының диффузиялану жылдамдығы жақсы байқалады. Мыс Cu²⁺көкшіл ионы, баяу диффузияланады және берлин көкшілімен темір (III) гидроксидінің кірнелері өте аз диффузияланады.

Тәжірибенің түсіндірілуі: Бөлшектердің жылу қозғалыстарымен байланысты барлық құбылыстар (диффузия, осмос т.б.) кірнелерде де байқалады. Молекулалы-дисперстік жүйелер және кірнелердің кинетикалық қасиеттерінің айырмашылығы тек бөлшектердің өлшемдерінде және қозғалыс жылдамдықтарының әртүрлілігінде. Кірнелердің дисперстік фазасының бөлшектерінің өлшемдері өте үлкен болады және төмен молекулалы қозғалыстарға қарағанда баяу қозғалады. Сондықтан коллоидтық бөлшектердің диффузия жылдамдығы молекулалы-дисперстік жүйелердің диффузиялану жылдамдығынан әрқашанда кем болады.

2-тәжірибе. Кірнелердің осмос қысымы

Тәжірибеге қажетті нәрселер: 1) 0.5 %-дық конго-қызыл ерітіндісі; 2) Осмос қысымын өлшейтін аспап; 3) Проекциялық фонарь

Алдын ала жүргізілетін жұмыс: Кәдімгі сынауықты пайдалана отырып, коллоидийлік қапты дайындаймыз (3-тәж. қараңыз). Дайын коллоидийлік қапты екі жағынан бұрғыланған саңылауы бар резіңке тығынға мықты жіппен байлаймыз. Тығынның бір саңлауына ішкі диаметрі 1мм, ұзындығы 30 см-дей капиллярлы түтікшені орналастырамыз. Екінші саңылауға сыртынан резіңкетүтікше кигізілген диаметрі 6-7 мм қысқа шыны түтікшені орналастырамыз.

Тәжірибенің орындалуы: Осмометрдің қысқа түтікшесі арқылы коллоидийлік қапты 0,5 %-дық конно-қызыл ерітіндісімен толтырамыз.

Капиллярлық түтікшенің бұл жағдайда төменгі ұшы коллоидийлік қаптың ішіне кіріп тұрмайтындай көтеріліп тұруы керек. Қап толған кезде капиллярлы түтікшенің төменгі ұшын біррнеше сантиметр ерітіндіге батырып, түсіріп қоямыз. Резіңке түтікшенің кесілген жерін металл қысқышпен қысып қоямыз. Конго-қызыл ерітіндісі бар коллоидийлік қапты айдалған суы бар стақанға саламыз. Бұл кезде стақандағы судың деңгейі, қаптағы кірненің деңгейімен бірдей болуы керек. Экранда проекциялық фонардың көмегімен капиллярлық түтікшені проекциялай отырып кірне ерітіндісінің деңгейін тәжірибенің басында және 30 минут өткеннен кейін белгілейміз.

Тәжірибенің нәтижесі: 30 минут өткеннен кейін капиллярлы түтікшеде 5-6 см биіктікке көтеріледі. Сонымен кірнелерді шын ерітінділердегі сиякты осмос қысымы болады, бірақ шамасы жағынан аз болады.

3-тәжірибе. Седиментациялық талдаудың демонстрациясы

Тәжірибеге қажетті нәрселер: 1) Зерттелінетін жүзгін; 2) Седиментомер; 3) Проекциялық фонары; 4) Секундомер

Аспаптың құрылысы: 9-суретте седиментациялық талдауды демонстрациялауға болатын Фигуровский седиментомерінің өзгертілген түрі көрсетілген. Суретте горизонталдық кварцтың күйентелік рөлін сезімтал, ұзындығы шамамен 150 мл, спиралдық екі 20 мл болатын диаметрі 0,2 мм болат сымтемірден даярланған серіппе (3) атқарады. Оның жоғарғы ұшын резіңкелік тығынға бекітеді. Резіңке тығын вертикалдық түрде тұрғыға бекітілген шыны түтікшенің жоғарғы жағын жабады. Серіппенің төменгі жағына диаметрі шамамен кірнемен және тереңдігі 3 мм болатын табақшасы бар шыны немесе кварц жіп (7) ілінген. Бұл табақшаны жіпке пицеинмен (2 салмақтық бөлігі шайыршық және 1 салмақтық бөлім балауыздан тұратын құйма) жіпке (5) БС-2 желім арқылы беймөлдір бағдарша көрсеткіші (4) желімдейді. Цилиндрдің (8) сыртқы жағынан шкаланы (6) желімдейді. Ол беті перединнің қабатымен жабылған мм-к қағаздан жасалынады. Бұл шкала арқылы табақшаның түсу тереңдігі анықталады. Цилиндрге (8) алдымен айдалған су құйып, оған табақшаны батырады. Проекциялық фонарды сынап тақшасына бағдарша-көрсеткіштің бейнесі анық түсетіндей етіп орналастырып, оның тақтадағы орнын бормен белгілейді (10-сурет).

1) Штатив; 2) Шыны түтікше; 3) Серіппе; 4) Көрсеткіш – стрелка; 5) Шыны жік; 6) Шкала; 7) Алюминий фольгасынан жасалған таяқша;8) Өлшеуіш цилиндр;

9-сурет Фигуровскийдің түрі өзгерген седиментометрі

I-VII тақтадағы бормен белгіленген белгілер

10-сурет. Седиментациялық қисықты тұрғызу.

Тәжірибенің орындалуы: Цилиндрден суды төгеміз де, оган сондай көлемде зерттелінетін жүзгінді құямыз. Жүзгінді жақсылап араластырып жібі бар серппеге табақшаны тез іле қоямыз да, секундомерді қосамыз. Әрбір 15 минут сайын тақтаға бормен белгі салып отырамыз және бағдарша-көрсеткіштің де жағдайын белгілеп отырамыз. Алынған мәндердің негізнде седиментациялық қисықты қалай тұрғызу керек екені түсіндіріледі және полидисперстік жүйелер үшін оның формуласы көрсетіледі.

Тәжірибенің нәтижесі: Алынған нәтижелердің негізінде берілген жүзгінге тән седиментация қисығын тұрғызамыз. Көрсетілгендей, проекциялық фонарь төңкерілген кескінін береді, сондықтан біріншіден жоғары қарай белгі салу керек.

Ескерту: Тәжірибені ойдағыдай жүргізу үшін жүзгіннің концентрациясы өте үлкен болуы керек. Ол үшін саз бен ұсақ құмның қоспасын, шамамен 500 мл су және 50 г қоспаны, қолдануға болады.